专题3力和运动（教师版）牛顿运动定律是高中物理的核心内容之一，是动力学的基石，也是整个经典力学的理论基础，是历年高考的必考内容．其考查的重点有：准确理解牛顿第一定律；熟练掌握牛顿第二定律及其应用，尤其是物体的受力分析方法；理解牛顿第三定律；理解和掌握运动和力的关系；理解超重和失重．本章内容的命题形式倾向于应用型、综合型和能力型，易与生产生活、军事科技、工农业生产等紧密联系，还可以力、电综合题形式出现．从方法上，重点考查运用隔离法和整体法来求解加速度相等的连接体问题；运用正交分解法处理受力较复杂的问题，运用图象法处理力与运动的关系问题.从能力角度来看，重点考查思维(抽象、形象、直觉思维)能力、分析和解决问题的能力。牛顿定律是必考点，也是分值重的考点，预测2022年高考各卷还会以选项题和计算题的形式出现，尤其的理综考题的计算题，主要以力学的基本知识和方法为考查内容，多数以牛顿运动定律与匀变速直线运动的综合．除了考查整体法与隔离法、图象法外，力与运动的关系问题仍然会出现在计算题中，特别是由力与运动的关系运用已知的力学规律,对物体的运动参量作出明确的预见的问题要引起重视．这是物理学和技术上进行正确分析和设计的基础,如发射人造地球卫星进入预定轨道,带电粒子在电场中加速后获得速度等。考点1·牛顿第一定律考点2·作用力和反作用力例2、下列说法正确的是（）A.凡是大小相等、方向相反、分别作用在两个物体上的两个力,必定是一对作用力和反作用力B.凡是大小相等、方向相反、作用在同一个物体上的两个力,必定是一对作用力和反作用力C.凡是大小相等、方向相反、作用在同一直线上且分别作用在两个物体上的两个力,才是一对作用力和反作用力D.相互作用的一对力中,究竟哪一个力是作用力、哪一个力是反作用力是任意的解析：由牛顿第三定律知,相互作用的一对力总是大小相等、方向相反、在一条直线上,且分别作用在相互作用的两个物体上.但大小相等、方向相反、分别作用在两个物体上的两个力,不一定是一对作用力和反作用力,A、B、C都是错误的,只有D对.答案：D考点3·牛顿第二定律37\n考点4·力、加速度和速度的关系例4、如图3-12-1所示，自由下落的小球下落一段时间后，与弹簧接触，从它接触弹簧开始，到弹簧压缩到最短的过程中，小球的速度、加速度的变化情况如何？考点5·瞬时问题例5、如图5所示，质量为m的小球被水平绳AO和与竖直方向成θ角的轻弹簧系着处于静止状态，现用火将绳AO烧断，在绳AO烧断的瞬间，下列说法正确的是（）A.弹簧的拉力B.弹簧的拉力C.小球的加速度为零mgTFD.小球的加速度解析：烧断OA之前，小球受3个力，如图所示，烧断细绳的瞬间，绳子的张力没有了，但由于轻弹簧的形变的恢复需要时间，故弹簧的弹力不变，A正确。答案：A37\n考点6·整体法和隔离法的应用考点7·整体利用牛顿第二定律当几个物体所组成的系统加速度不同时，我们也可以牛顿第二定律来求解，此时牛顿第二定律应表述为：，即整个系统所受的合外力（物体之间的作用力为内力，不考虑）等于各个物体所产生的加速度与质量的乘积的矢量和.其正交表示为：例7、一根质量为M的木棒，上端用细绳系在天花板上，棒上有一只质量为m的猴子，如图6所示，如果将细绳剪断，猴子沿木棒向上爬，但仍保持与地面间的高度不变。求这时木棒下落的加速度？解法二（整体法）：把猴子和木棒看成一个整体，受力情况如图8所示，在这个整体中猴子受力平衡，木棒具有加速度，根据牛顿第二定律有解得木棒的加速度为，方向竖直向下.【2022高考试题解析】（2022·上海）14．如图，竖直轻质悬线上端固定，下端与均质硬棒AB中点连接，棒长为线长二倍。棒的A37\n端用铰链固定在墙上，棒处于水平状态。改变悬线长度，使线与棒的连接点逐渐右移，并保持棒仍处于水平状态。则悬线拉力（）（A）逐渐减小（B）逐渐增大（C）先减小后增大（D）先增大后减小（2022·上海）18．位于水平面上的物体在水平恒力F1作用下，做速度为v1的匀速运动；若作用力变为斜向上的恒力F2，物体做速度为v2的匀速运动，且F1与F2功率相同。则可能有（）（A）F2=F1，v1>v2（B）F2=F1，v1<v2（C）F2>F1，v1>v2（D）F2<F1，v1<v2（2022·上海）20．如图，质量分别为mA和mB的两小球带有同种电荷，电荷最分别为qA和qB，用绝缘细线悬挂在天花板上。平衡时，两小球恰处于同一水平位置，细线与竖直方向间夹角分别为θ1与θ2（θ1＞θ2）。两小球突然失去各自所带电荷后开始摆动，最大速度分别vA和vB，最大动能分别为EkA和EkB。则（）（A）mA一定小于mB（B）qA一定大于qB（C）vA一定大于vB（D）EkA一定大于EkB37\n在两球下摆的过程中根据机械能守恒：可得：可得：开始A、B两球在同一水平面上，由于θ1＞θ2可以得出:LA>LB这样代入后可知：C选项正确可得：因此D选项也正确【考点定位】力和运动、功和能（2022·山东）14．以下叙述正确的是 （ ）A．法拉第发现了电磁感应现象 B．惯性是物体的固有属性，速度大的物体惯性一定大37\nC．牛顿最早通过理想斜面实验得出力不是维持物体运动的必然结果D．感应电流遵从楞次定律所描述的方向，这是能量守恒定律的必然结果（2022·天津）8．如图甲所示，静止在水平地面的物块A，受到水平向右的拉力F作用，F与时间t的关系如图乙所示，设物块与地面的静摩擦力最大值fm与滑动摩擦力大小相等，则A．0～t1时间内F的功率逐渐增大B．t2时刻物块A的加速度最大C．t2时刻后物块A做反向运动D．t3时刻物块A的动能最大【答案】：BD【解析】：0～t1时间内F<fm，物体没有运动，A错误。t2时刻F最大，物块A所受合力最大，加速度最大，B错误。t2时刻后F>fm，物体A仍做加速运动，运动方向没变。t3时刻后F<fm，物块A将做减速运动，所以t3时刻物块A的动能最大，D正确。【考点定位】本题考查受力分析，F-t图像，牛顿第二定律，力和运动关系。（2022·全国新课标卷）24.（14分）拖把是由拖杆和拖把头构成的擦地工具（如图）。设拖把头的质量为m，拖杆质量可以忽略；拖把头与地板之间的动摩擦因数为常数μ，重力加速度为g，某同学用该拖把在水平地板上拖地时，沿拖杆方向推拖把，拖杆与竖直方向的夹角为θ。（1）若拖把头在地板上匀速移动，求推拖把的力的大小。（2）设能使该拖把在地板上从静止刚好开始运动的水平推力与此时地板对拖把的正压力的比值为λ。已知存在一临界角θ0，若θ≤θ0，则不管沿拖杆方向的推力多大，都不可能使拖把从静止开始运动。求这一临界角的正切tanθ0。【答案】（1）（2）λ37\n（2022·浙江）23、（16分）为了研究鱼所受水的阻力与其形状的关系，小明同学用石蜡做成两条质量均为m、形状不同的“A鱼”和“B鱼”，如图所示。在高出水面H处分别静止释放“A鱼”和“B鱼”，“A鱼”竖直下滑hA后速度减为零，“B鱼”竖直下滑hB后速度减为零。“鱼”在水中运动时，除受重力外还受浮力和水的阻力，已知“鱼”在水中所受浮力是其重力的10/9倍，重力加速度为g，“鱼”运动的位移远大于“鱼”的长度。假设“鱼”运动时所受水的阻力恒定，空气阻力不计。求：（1）“A鱼”入水瞬间的速度VA1；（2）“A鱼”在水中运动时所受阻力fA；（3）“A鱼”与“B鱼”在水中运动时所受阻力之比fA：fB37\n（2022·上海）30．（10分）如图，将质量m=0.1kg的圆环套在固定的水平直杆上。环的直径略大于杆的截面直径。环与杆间动摩擦因数μ=0.8。对环施加一位于竖直平面内斜向上，与杆夹角θ=53°的拉力F，使圆环以a=4.4m/s2的加速度沿杆运劝，求F的大小。37\n（2022•重庆）某校举行托乒乓球跑步比赛，赛道为水平直道，比赛距离为s.比赛时．某同学将球置于球拍中心，以大小为a的加速度从静止开始做匀加速直线运动，当速度达到v0时，再以v0做匀速直线运动跑至终点．整个过程中球一直保持在球拍中心不动．比赛中，该同学在匀速直线运动阶段保持球拍的倾角为θ0，如图所示，设球在运动中受到的空气阻力大小与其速度大小成正比，方向与运动方向相反，不计球与球拍之间的摩擦，球的质量为m，重力加速度为g.(1)求空气阻力大小与球速大小的比例系数k；(2)求在加速跑阶段球拍倾角θ随速度v变化的关系式；(3)整个匀速跑阶段，若该同学速度仍为v0，而球拍的倾角比θ0大了β并保持不变，不计球在球拍上的移动引起的空气阻力变化，为保证到达终点前球不从球拍上距离中心为r的下边沿掉落，求β应满足的条件．37\n得sinβ≤【考点定位】力和运动【2022高考试题解析】2．（福建）如图，一不可伸长的轻质细绳跨过滑轮后，两端分别悬挂质量为和的物体和。若滑轮有一定大小，质量为且分布均匀，滑轮转动时与绳之间无相对滑动，不计滑轮与轴之间的磨擦。设细绳对和的拉力大小分别为和，已知下列四个关于的表达式中有一个是正确的，请你根据所学的物理知识，通过一定的分析判断正确的表达式是A.B.C.D.37\n3.（海南）如图，墙上有两个钉子a和b，它们的连线与水平方向的夹角为45°，两者的高度差为l。一条不可伸长的轻质细绳一端固定于a点，另一端跨过光滑钉子b悬挂一质量为m1的重物。在绳子距a端得c点有一固定绳圈。若绳圈上悬挂质量为m2的钩码，平衡后绳的ac段正好水平，则重物和钩码的质量比为A.B.2C.D.4．（江苏）如图所示，石拱桥的正中央有一质量为m的对称楔形石块，侧面与竖直方向的夹角为α,重力加速度为g，若接触面间的摩擦力忽略不计，则石块侧面所受弹力的大小为A． B． C． D．37\n6．（上海）如图，质量的物体静止于水平地面的A处，A、B间距L=20m。用大小为30N，沿水平方向的外力拉此物体，经拉至B处。(已知，。取)(1)求物体与地面间的动摩擦因数μ；(2)用大小为30N，与水平方向成37°的力斜向上拉此物体，使物体从A处由静止开始运动并能到达B处，求该力作用的最短时间t。∴37\n7．（上海）如图，人沿平直的河岸以速度行走，且通过不可伸长的绳拖船，船沿绳的方向行进，此过程中绳始终与水面平行。当绳与河岸的夹角为，船的速率为(A)(B)(C)(D)37\n8．（上海）受水平外力F作用的物体，在粗糙水平面上作直线运动，其图线如图所示，则(A)在秒内，外力大小不断增大(B)在时刻，外力为零(C)在秒内，外力大小可能不断减小(D)在秒内，外力大小可能先减小后增大【答案】CD.【解析】秒内，Ｆ加速运动，，从图像斜率看，这段时间内的加速度减小，所以，秒内，Ｆ不断减小，A错误；从图像斜率看在时刻，加速度为零，B错误；在秒内减速运动，若开始时Ｆ的方向与ａ一致，则37\n，从图像斜率看加速度逐渐增大，因此Ｆ不断减小，C正确，当Ｆ减小到零，反向之后，，当Ｆ增大时，加速度ａ逐渐增大，D正确．【2022高考试题解析】1.（全国卷Ⅰ，15）如右图，轻弹簧上端与一质量为m的木块1相连，下端与另一质量为M的木块2相连，整个系统置于水平放置的光滑木板上，并处于静止状态。现将木板沿水平方向突然抽出，设抽出后的瞬间，木块1、2的加速度大小分别为、。重力加速度大小为g。则有A．，B．，C．，D．，2.（上海物理11）将一个物体以某一速度从地面竖直向上抛出，设物体在运动过程中所受空气阻力大小不变，则物体（A）刚抛出时的速度最大（B）在最高点的加速度为零（C）上升时间大于下落时间（D）上升时的加速度等于下落时的加速度3.（江苏卷15）（16分）制备纳米薄膜装置的工作电极可简化为真空中间距为的两平行极板，如图甲所示，加在极板A、B间的电压作周期性变化，其正向电压为，反向电压为，37\n电压变化的周期为2r，如图乙所示.在t=0时，极板B附近的一个电子，质量为m、电荷量为e，受电场作用由静止开始运动.若整个运动过程中，电子未碰到极板A，且不考虑重力作用.（1）若，电子在0—2r时间内不能到达极板，求应满足的条件；（2）若电子在时间内未碰到极板B，求此运动过程中电子速度随时间t变化的关系；（3）若电子在第个周期内的位移为零，求k的值。匀减速运动阶段的位移⑤依据题意解得⑥（2）在时间内速度增量⑦在时间内加速度的大小速度增量⑧37\n（a）当时依据题意解得4.（福建卷17）如图(甲)所示，质量不计的弹簧竖直固定在水平面上，=0时刻，将一金属小球从弹簧正上方某一高度处由静止释放，小球落到弹簧上压缩弹簧到最低点，然后又被弹起离开弹簧，上升到一定高度后再下落，如此反复。通过安装在弹簧下端的压力传感器，测出这一过程弹簧弹力随时间变化的图像如图(乙)如示，则A．时刻小球动能最大B．时刻小球动能最大C．～这段时间内，小球的动能先增加后减少D．～这段时间内，小球增加的动能等于弹簧减少的弹性势能答案：C37\n5.（福建卷22）（20分）如图所示，物体A放在足够长的木板B上，木板B静止于水平面。t=0时，电动机通过水平细绳以恒力F拉木板B，使它做初速度为零，加速度aB=1.0m/s2的匀加速直线运动。已知A的质量mA和B的质量mg均为2.0kg,A、B之间的动摩擦因数=0.05，B与水平面之间的动摩擦因数=0.1，最大静摩擦力与滑动摩擦力大小视为相等，重力加速度g取10m/s2。求（1）物体A刚运动时的加速度aA(2)t=1.0s时，电动机的输出功率P；（3）若t=1.0s时，将电动机的输出功率立即调整为P`=5W，并在以后的运动过程中始终保持这一功率不变，t=3.8s时物体A的速度为1.2m/s。则在t=1.0s到t=3.8s这段时间内木板B的位移为多少？由③④⑤并代入数据解得=7W⑥（3）电动机的输出功率调整为5W时，设细绳对木板B的拉力为，则⑦代入数据解得⑧37\n6.（四川卷23）(16分)质量为M的拖拉机拉着耙来耙地，由静止开始做匀加速直线运动，在时间t内前进的距离为s。耙地时，拖拉机受到的牵引力恒为F，受到地面的阻力为自重的k倍，把所受阻力恒定，连接杆质量不计且与水平面的夹角θ保持不变。求：(1)拖拉机的加速度大小。(2)拖拉机对连接杆的拉力大小。(3)时间t内拖拉机对耙做的功。【解析】本题主要考查了牛顿定律、力对物体做功和受力分析等知识点，很容易。对考生能用物理知识解37\n⑥7.（安徽卷22）（14分）质量为的物体在水平推力的作用下沿水平面作直线运动，一段时间后撤去，其运动的图像如图所示。取，求：(1)物体与水平面间的运动摩擦系数；(2)水平推力的大小；（3）内物体运动位移的大小。37\n1.一有固定斜面的小车在水平面上做直线运动,小球通过细绳与车顶相连.小球某时刻正处于如图所示状态.设斜面对小球的支持力为N,细绳对小球的拉力为T,关于此时刻小球的受力情况,下列说法正确的()A.若小车向左运动,N可能为零B.若小车向左运动,T可能为零C.若小车向右运动,N不可能为D.若小车向右运动,T不可能为零答案：AB解析：小球相对于斜面静止时,与小车具有共同加速度,如图甲、乙所示,向左的加速度最大则T=0,向右的加速度最大则N=0,根据牛顿第二定律,合外力与合加速度方向相同沿水平方向,但速度方向与力没有直接关系.37\n2.一平行板电容器的两个极板水平放置,两极板间有一带电荷量不变的小油滴,小油滴在极板间运动时所受空气阻力的大小与其速率成正比.若两极板间电压为零,经一段时间后,油滴以速率v匀速下降;若两极板间的电压为U,经一段时间后,小油滴以速率v匀速上升.若两极板间电压为-U,小油滴做匀速运动时速度的大小、方向将是A.2v、向下B.2v、向上C.3v、向下D.3v、向上3.直升机悬停在空中向地面投放装有救灾物资的箱子,如图所示.设投放初速度为零,箱子所受的空气阻力与箱子下落速度的平方成正比,且运动过程中箱子始终保持图示姿态.在箱子下落过程中,下列说法正确的是()A.箱内物体对箱子底部始终没有压力B.箱子刚从飞机上投下时,箱内物体受到的支持力最大C.箱子接近地面时,箱内物体受到的支持力比刚投下时大D.若下落距离足够长,箱内物体有可能不受底部支持力而“飘起来”答案：C解析：因为下落速度不断增大,而阻力f∝v2,所以阻力逐渐增大,当f=mg时,物体开始匀速下落.以箱和物体为整体：（M+m）g-f=（M+m）a,f增大则加速度a减小.对物体：Mg-N=ma,加速度减小,则支持力N增大.所以物体后来受到的支持力比开始时要增大,不可能“飘起来”.4.在粗糙水平地面上与墙平行放着一个截面为半圆的柱状物体A,A与竖直墙之间放一光滑圆球B,整个装置处于静止状态.现对B加一竖直向下的力F,F的作用线通过球心,设墙对B的作用力为F1,B对A的作用力为F2,地面对A的作用力为F3.若F缓慢增大而整个装置仍保持静止,截面如上图所示,在此过程中A.F1保持不变,F3缓慢增大B.F1缓慢增大,F3保持不变C.F2缓慢增大,F3缓慢增大D.F2缓慢增大,F3保持不变37\n5.如图所示,两光滑斜面的倾角分别为30°和45°、质量分别为2m和m的两个滑块用不可伸长的轻绳通过滑轮连接（不计滑轮的质量和摩擦）,分别置于两个斜面上并由静止释放；若交换两滑块位置,再由静止释放,则在上述两种情形中正确的有A.质量为2m的滑块受到重力、绳的张力、沿斜面的下滑力和斜面的支持力的作用B.质量为m的滑块均沿斜面向上运动C.绳对质量为m滑块的拉力均大于该滑块对绳的拉力D.系统在运动中机械能均守恒6.伽利略在著名的斜面实验中,让小球分别沿倾角不同、阻力很小的斜面从静止开始滚下,他通过实验观察和逻辑推理,得到的正确结论有A.倾角一定时,小球在斜面上的位移与时间成正比B.倾角一定时,小球在斜面上的速度与时间成正比C.斜面长度一定时,小球从顶端滚到底端时的速度与倾角无关D.斜面长度一定时,小球从顶端滚到底端时所需的时间与倾角无关答案：B解析：设斜面的长度为L,倾角为θ.倾角一定时,小球在斜面上的位移s=,故选项A错误。小球在斜面上的速度v=gsinθ·t,故选项B正确；斜面长度一定时,小球到达底端时的速度v=,小球到达底端时所需的时间t=,即小球到37\n达底端时的速度及所需时间与倾角θ有关,故选项C、D错误.7.一质量为M的探空气球在匀速下降.若气球所受浮力F始终保持不变,气球在运动过程中所受阻力仅与速率有关,重力加速度为g.现欲使该气球以同样速率匀速上升,则需从气球吊篮中减少的质量为()A.B.C.D.01、如图所示，等臂天平左端挂一质量不计的光滑定滑轮，跨过滑轮的轻绳，两端各拴一物体A和B.已知物体B的质量mB=3kg，欲使天平平衡，物体C的质量可能为（）A.3kg；B.9kg；C.12kg；D.15kg2、物体静止于水平桌面上，则Ａ．桌面对物体的支持力的大小等于物体的重力，这两个力是一对平衡力Ｂ．物体所受的重力和桌面对它的支持力是一对作用力与反作用力Ｃ．物体对桌面的压力就是物体的重力，这两个力是同一种性质的力37\nＤ．物体对桌面的压力和桌面对物体的支持力是一对平衡的力3、下面说法正确的是（）A．静止或做匀速直线运动的物体一定不受外力的作用B．物体的速度为零时一定处于平衡状态C．物体的运动状态发生变化时，一定受到外力的作用D．物体的位移方向一定与所受合力方向一致4、物体静止于一斜面上如图所示．则下述说法正确的是（）（A）物体对斜面的压力和斜面对物体的持力是一对平衡力（B）物体对斜面的摩擦力和斜面对物体的摩擦力是一对作用力和反作用力（C）物体所受重力和斜面对物体的作用力是一对作用力和反作用力（D）物体所受重力可以分解为沿斜面向下的力和对斜面的压力【解析】作用力和反作用力是两个物体间相互产生的，必是同性质的力，而一对平衡力是作用于同一物体两个等大、反向、共线之力，性质上无任何必然的联系．上述各对力中，物体对斜面的压力和斜面对物体的支持力及物体对斜面的摩擦力和斜面对物体的摩擦力同属物体和斜面问的相互作用力，分别作用在斜面和物体上，因此它们为两对作用力和反作用力．所以（A）错（B）对；物体所受重力是地球施加的，其反作用力为物体对地球的吸收力，应作用在地球上，因此可知（C）错；至于物体所受重力，无论如何分解，各分力都应作用在物体上，而不能作用在斜面上而形成对斜面的压力，故答案（D）亦错．【答案】B5、如图所示，一向右运动的车厢顶上悬挂两单摆M和N,它们只能在图所示平面内摆动，某一瞬时出现图示情景，由此可知车厢的运动及两单摆相对车厢运动的可能情况是（）A、车厢做匀速直线运动,M在摆动，N在静止；MNB、车厢做匀速直线运动,M在摆动，N也在摆动；C、车厢做匀速直线运动，M静止，N在摆动；D、车厢做匀加速直线运动,M静止，N也静止；37\n6、如图2-14所示，在光滑水平地面上有一小车，车底板光滑且绝缘，车上左右两边分别竖直固定有金属板M、N，两板间的距离为L。M板接电源的正极，N板接电源的负极，两极板间的电场可视为匀强电场。一可视为质点的带正电小球，处在小车底板上靠近M板的位置并被锁定（球与M板不接触），小球与小车以速度v0共同向右运动。已知小球带电量为q，质量为m，车、金属板和电源的总质量为3m。某时刻突然解除对小球的锁定，小球在电场力的作用下相对小车向右运动，当小球刚要与小车的N板接触时，小车的速度恰好为零。求：（1）两极板间匀强电场的场强E的大小。（2）从解除锁定到小球运动到车底板的中央位置时，小球和小车的对地速度各是多少？（结果可带根号）（2）设从解除锁定到小球运动到车底板的中央位置时经历时间为t′，此时小球和小车的对地速度各为，对地位移各为，则⑥⑦又：，⑧⑨⑩37\n联立解得：7.一水平的浅色长传送带上放置一煤块（可视为质点），煤块与传送带之间的动摩擦因数为。初始时，传送带与煤块都是静止的。现让传送带以恒定的加速度a0开始运动，当其速度达到v0后，便以此速度做匀速运动，经过一段时间，煤块在传送带上留下了一段黑色痕迹后，煤块相对于传送带不再滑动。求此黑色痕迹的长度。8.在光滑的水平轨道上有两个半径都是r的小球A和B，质量分别为m和2m，如图2-6所示，当两球心间的距离大于L（L比2r大的多）时，两球间不存在相互作用力；当两球心间的距离等于或小于L时,两球间存在相互作用的恒定斥力F,现A球从远离B球处以速度V0沿两球心连接向原来静止的B球运动，欲时两球不发生接触，V0必须满足的条件？解析：A球向B球接近至A、B间的距离小于L之后,A球的速度逐步减小,B球从静止开始加速运动,两球间的距离逐步减小.当A、B的速度相等时,两球间的距离最小.若此距离大于2r,则两球就不会接触.所以不接触的条件是v1=v2①L+s2-s1>2r②其中v1、v2为当两球间距离最小时A、B两球的速度;s1、s237\n为两球间距离从L变至最小的过程中,A、B两球通过的路程.9、质量m=1kg的物体放在倾角为的斜面上，斜面的质量M=2kg，斜面与物体的动摩擦因数μ=0.2，地面光滑，现对斜面体施加一水平推力，如图1所示。要使物体m相对斜面静止，力F应为多大？设物体与斜面的最大静摩擦力等于滑动摩擦力。（m/s2）。（2）设物体处于相对斜面上滑动的临界状态时推力为，此时物体所受摩擦力沿斜面向下，根据牛顿第二定律，对m物体有：x方向：y方向：对整体：代入数值解得：，37\n所以F的取值范围：14.34N≤F≤33.6N10、如图所示，沿水平方向放置一条平直光滑槽，它垂直穿过开有小孔的两平行薄板，板相距3.5L。槽内有两个质量均为m的小球A和B，球A带电量为+2q，球B带电量为－3q，两球由长为2L的轻杆相连，组成一带电系统。最初A和B分别静止于左板的两侧，离板的距离均为L。若视小球为质点，不计轻杆的质量，在两板间加上与槽平行向右的匀强电场E后（设槽和轻杆由特殊绝缘材料制成，不影响电场的分布），求：⑴球B刚进入电场时，带电系统的速度大小；⑵带电系统从开始运动到速度第一次为零所需的时间及球A相对右板的位置。（1）带电系统开始运动时，设加速度为a1，由牛顿第二定律：=③球B刚进入电场时，带电系统的速度为v1，有：④由③④求得：⑤球A离电场后，带电系统继续做减速运动，设加速度为a3，再由牛顿第二定律：37\n⑿1、（上海）46.与普通自行车相比，电动自行车骑行更省力。下表为某一品牌电动自行车的部分技术参数。在额定输出功率不变的情况下，质量为60Kg的人骑着此自行车沿平直公路行驶，所受阻力恒为车和人总重的0.04倍。当此电动车达到最大速度时，牵引力为N,当车速为2m/s时，其加速度为m/s2(g=10m/s2)规格后轮驱动直流永磁铁电机车型14电动自行车额定输出功率200W整车质量40Kg额定电压48V最大载重120Kg额定电流4.5A2．（安徽）17．为了节约能量，某商场安装了智能化的电动扶梯。无人乘行时，扶梯运转得很慢；有人站上扶梯时，它会先慢慢加速，再匀速运转。一顾客乘扶梯上楼，恰好经历了这两个过程，如图所示。那么下列说法中正确的是A．顾客始终受到三个力的作用B．顾客始终处于超重状态C．顾客对扶梯作用力的方向先指向左下方，再竖直向下D．顾客对扶梯作用力的方向先指向右下方，再竖直向下【答案】C【解析】当人随扶梯斜向上匀速运动时，处于平衡状态，人只受重力和支持力的作用，，顾客对扶梯作用力竖直向下；当人随扶梯斜向上加速运动时，人受重力、支持力和电梯对人的水平向右的静摩擦力作用，三个力的合力和电梯的运动方向相同，37\n，根据牛顿第三定律可知：顾客对电梯有竖直向下的压力和水平向左的静摩擦力作用，所以顾客对扶梯作用力指向左下方，所以C正确。3．（安徽）22．（14分）在2022年北京残奥会开幕式上，运动员手拉绳索向上攀登，最终点燃了主火炬，体现了残疾运动员坚忍不拔的意志和自强不息的精神。为了探求上升过程中运动员与绳索和吊椅间的作用，可将过程简化。一根不可伸缩的轻绳跨过轻质的定滑轮，一端挂一吊椅，另一端被坐在吊椅上的运动员拉住，如图所示。设运动员的质量为65kg，吊椅的质量为15kg，不计定滑轮与绳子间的摩擦，重力加速度取g=10m/。当运动员与吊椅一起正以加速度a=1m/上升时，试求（1）运动员竖直向下拉绳的力；（2）运动员对吊椅的压力。4．（海南）15．一卡车拖挂一相同质量的车厢，在水平直道上以的速度匀速行驶，其所受阻力可视为与车重成正比，与速度无关。某时刻，车厢脱落，并以大小为的加速度减速滑行。在车厢脱落后，司视才发觉并紧急刹车，刹车时阻力为正常行驶时的3倍。假设刹车前在引力不变，求卡车和车厢都停下后两者之间的距离。【答案】36m【解析】设卡车的质量为M，车所受阻力与车重之比为；刹车前卡车牵引力的大小为，卡车刹车前后加速度的大小分别为和。重力加速度大小为g。由牛顿第二定律有37\n5、（江苏）9.如图所示，两质量相等的物块A、B通过一轻质弹簧连接，B足够长、放置在水平面上，所有接触面均光滑。弹簧开始时处于原长，运动过程中始终处在弹性限度内。在物块A上施加一个水平恒力，A、B从静止开始运动到第一次速度相等的过程中，下列说法中正确的有A．当A、B加速度相等时，系统的机械能最大B．当A、B加速度相等时，A、B的速度差最大C．当A、B的速度相等时，A的速度达到最大D．当A、B的速度相等时，弹簧的弹性势能最大6．（上海）22．（12分）如图（a），质量m＝1kg的物体沿倾角q＝37°的固定粗糙斜面由静止开始向下运动，风对物体的作用力沿水平方向向右，其大小与风速v成正比，比例系数用k表示，物体加速度a与风速v的关系如图（b）所示。求：37\n（1）物体与斜面间的动摩擦因数m；（2）比例系数k。（sin370=0.6,cos370=0.8,g=10m/s2）7．（全国2）20.以初速度v0竖直向上抛出一质量为m的小物体。假定物块所受的空气阻力f大小不变。已知重力加速度为g，则物体上升的最大高度和返回到原抛出点的速率分别为A、和B、和C、和D、和8．（四川）23.(16分)图示为修建高层建筑常用的塔式起重机。在起重机将质量m=5×103kg的重物竖直吊起的过程中，重物由静止开始向上作匀加速直线运动，加速度a=0.2m/s2，当起重机输出功率达到其允许的最大值时，保持该功率直到重物做vm=1.02m37\n/s的匀速运动。取g=10m/s2,不计额外功。求：（1）起重机允许输出的最大功率。（2）重物做匀加速运动所经历的时间和起重机在第2秒末的输出功率。【答案】P0=5.1×104WP=2.04×104W电源题22图SdlAB9．（浙江）23．（14分）如图所示，相距为d的平行金属板A、B竖直放置，在两板之间水平放置一绝缘平板。有一质量m、电荷量q（q＞0）的小物块在与金属板A相距l处静止。若某一时刻在金属板A、B间加一电压UAB＝，小物块与金属板只发生了一次碰撞，碰撞后电荷量变为，并以与碰前大小相等的速度反方向弹回。已知小物块与绝缘平板间的动摩擦因数为μ，若不计小物块电量对电场的影响和碰撞时间。则（1）小物块与金属板A碰撞前瞬间的速度大小是多少？（2）小物块碰撞后经过多长时间停止运动？停在何位置？【答案】（1）物块与金属板A碰撞前瞬间的速度大小为（2）小物块碰撞后经过停止运动，停在距A点处。【解析】（1）加上电压后，B板电势高于A板，小物块在电场力与摩擦力共同作用下向A板做匀加速直线运动，电场强度为，小物块所受电场力和摩擦力的方向相反，则所受合力为37\n所以小物块运动的加速度为设小物块与A板相碰时的速度为v1，由，解得10．（江苏）13.（15分）航模兴趣小组设计出一架遥控飞行器，其质量m=2㎏，动力系统提供的恒定升力F=28N。试飞时，飞行器从地面由静止开始竖直上升。设飞行器飞行时所受的阻力大小不变，g取10m/s2。（1）第一次试飞，飞行器飞行t1=8s时到达高度H=64m。求飞行器所阻力f的大小；（2）第二次试飞，飞行器飞行t2=6s时遥控器出现故障，飞行器立即失去升力。求飞行器能达到的最大宽度h；（3）为了使飞行器不致坠落到地面，求飞行器从开始下落到恢复升力的最长时间t3。【解析】（1）第一次飞行中，设加速度为匀加速运动由牛顿第二定律解得（2）第二次飞行中，设失去升力时的速度为，上升的高度为37\n11．（宁夏）21.水平地面上有一木箱，木箱与地面之间的动摩擦因数为。现对木箱施加一拉力F，使木箱做匀速直线运动。设F的方向与水平面夹角为，如图，在从0逐渐增大到90°的过程中，木箱的速度保持不变，则A.F先减小后增大B.F一直增大C.F的功率减小D.F的功率不变37\ntan逐渐增大，则功率P逐渐减小，C正确，D错误。37
